DE1068312B

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Publication number: DE1068312B
Application number: DENDAT1068312D
Authority: DE
Publication date: 1959-11-05

Description

Schaltungsanordnung zur automatischen Abstimmung von Oszillatoren für Frequenzmodulationsempfangsgeräte Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung zur automatischen Abstimmung von Oszillatoren für Frequenzmodulationsempfangsgeräte mittels einer als spannungsabhängige Kapazität wirkenden, die Frequenz des Oszillatorschwingkreises beeinflussenden Halbleiterdiode, vorzugsweise Siliziumdiode, die mit Entkopplungsgliedern verbunden ist, über die der Diode eine im wesentlichen konstante Sperrspannung und daneben eine frequenzbestimmende variable Steuerspannung zugeführt wird. Die Erfindung besteht darin, daß als sperrende Vorspannung an die Halbleiterdiode die gleichgerichtete Schwingspannung des Oszillators angelegt ist.Circuit arrangement for the automatic tuning of oscillators for frequency modulation receiving devices The invention relates to a circuit arrangement for the automatic tuning of oscillators for frequency modulation receivers by means of a voltage-dependent capacitance, the frequency of the oscillator circuit influencing semiconductor diode, preferably silicon diode, with decoupling elements is connected, through which the diode has a substantially constant reverse voltage and in addition, a frequency-determining variable control voltage is supplied. The invention consists in the fact that the rectified voltage is applied to the semiconductor diode as the blocking bias Oscillating voltage of the oscillator is applied.

Hierbei ist es zweckmäßig, die Diode einerseits unter Vermeidung zusätzlicher Spannungsteiler-, Sieb-, Kopplungs- und Entkopplungsmittel zwecks Zuführung der Sperrspannung unmittelbar mit einem gleichzeitig Gitter- und Schwingspannungspotential führenden Punkt der Schwingschaltung, z. B. dem Steuergitter der Oszillatorröhre, und andererseits über einen zur Diodenkapazität vergleichsweise kleinen Kopplungskondensator mit einem weiteren, ein anderes Schwingspannungspotential aufweisenden oder mit Masse verbundenen Punkt der Schwingschaltung, z. B. mit dem anodenseitigen Ende des Oszillatorschwingkreises, und über einen Entkopplungswiderstand mit der Steuerspannungsquelle zwecks Zuführung der die Frequenz bestimmenden - Steuerspannung zu verbinden.It is useful here to use the diode on the one hand while avoiding additional Voltage divider, sieve, coupling and decoupling means for the purpose of supplying the Reverse voltage directly with a grid and oscillation voltage potential at the same time leading point of the oscillating circuit, e.g. B. the control grid of the oscillator tube, and on the other hand via a coupling capacitor that is comparatively small to the diode capacitance with a further, having a different oscillation voltage potential or with Ground connected point of the oscillating circuit, e.g. B. with the anode-side end of the oscillator circuit, and via a decoupling resistor to the control voltage source for the purpose of supplying the frequency-determining control voltage.

Es kann auch vorteilhaft sein, die Schaltung so zu variieren, daß ein Schwingkreisende unmittelbar mit dem Gitter der Oszillatorröhre verbunden ist, wobei der Ladekondensator für die Gittergleichrichtung zwischen einen Punkt des Schwingkreises und Masse geschaltet sein kann, wobei die Halbleiterdiode einerseits und das ihr abgewandte Ende des mit ihr in Reihe geschalteten kleinen Koppelkondensators andererseits unmittelbar mit dem das Potential der gleichgerichteten Gitterwechselspannung führenden Schwingkreis parallel geschaltet ist.It can also be advantageous to vary the circuit so that one end of the oscillating circuit is directly connected to the grid of the oscillator tube, wherein the charging capacitor for the grid rectification between a point of the Resonant circuit and ground can be connected, the semiconductor diode on the one hand and the end of the small coupling capacitor connected in series with it facing away from it on the other hand, directly with the potential of the rectified alternating grid voltage leading resonant circuit is connected in parallel.

Es ist bekannt, Halbleiterdioden an den Schwingkreis von Oszillatoren in Frequenzmodulationsempfangsgeräten anzukoppeln und ihnen über beidseitig angeordnete Hochfrequenzentkopplungsglieder einerseits eine positive, einem besonderen Spannungsteiler oder der Kathode einer Verstärkerstufe entstammende Sperrvorspannung und andererseits die frequenzbestimmende Steuerspannung zuzuführen. Dabei wird der der Kathode entsprechende Anschluß der Diode über einen Koppelkondensator mit dem Gitter der Oszillatorröhre und der andere Anschluß der Diode über einen Abblockkondensator mit Masse verbunden. Dem der Kathode entsprechenden Anschluß der Halbleiterdiode wird von der Kathode der ersten Zwischenfrequenzverstärkerröhre über eine Hochfrequenzdrossel eine positive Sperrspannung von etwa 1,5 Volt und dem der Anode entsprechenden Anschluß der Diode vom Diskriminator oder Ratiodetektor des Empfangsgerätes über niederfrequenzunterdrückende RC-Siebglieder eine von der Verstimmung der Mittenfrequenz abhängige Steuerspannung zugeführt. Zur Ankopplung der Diode an den Oszillator und zur hochfrequenzentkoppelten Zuführung von Sperrund Steuerspannung werden hier insgesamt vier Bauelemente, nämlich ein Widerstand, eine Drossel und zwei Kondensatoren benötigt.It is known to connect semiconductor diodes to the resonant circuit of oscillators to be coupled in frequency modulation receivers and to them on both sides High-frequency decoupling elements on the one hand a positive, a special voltage divider or reverse bias voltage originating from the cathode of an amplifier stage and on the other hand to supply the frequency-determining control voltage. The one corresponding to the cathode is used Connection of the diode to the grid of the oscillator tube via a coupling capacitor and the other terminal of the diode is connected to ground via a blocking capacitor. The connection of the semiconductor diode corresponding to the cathode is connected to the cathode the first intermediate frequency amplifier tube via a high frequency choke a positive Reverse voltage of about 1.5 volts and the connection of the diode corresponding to the anode from the discriminator or ratio detector of the receiving device via low-frequency suppressing RC filter elements a control voltage dependent on the detuning of the center frequency fed. For coupling the diode to the oscillator and for the high-frequency decoupled Feeding of blocking and control voltage are a total of four components, namely a resistor, a choke and two capacitors are required.

Daneben ist dieErzeugung einerDiodenvorspannung in einem hierfür eigens vorgesehenen Spannungsteiler vorbekannt, der weitere Bauteile und Siebmittel bedingt. Demgegenüber gestattet es die Erfindung, die Diode mit Hilfe von nur zwei Bauelementen in die Schaltung einzufügen, wobei als Sperrspannung die Gittergleichspannung des Oszillators verwendet wird, wodurch eine besondere Spannungsquelle bzw.-ein besonderer Spannungsteiler, der diese Sperrspannung aus der Anodenspannungsquelle herstellt, erspart wird. Neben einer Verringerung des Aufwandes wird dadurch in den enggebauten UKW-Abstimmaggregaten durch eine spürbare Platzersparnis erzielbar, zumal die Drossel entfällt.In addition, the generation of a diode bias is specially designed for this purpose provided voltage divider previously known, which requires further components and sieve means. In contrast, the invention allows the diode with the help of only two components to be inserted into the circuit, with the grid direct voltage of the Oscillator is used, creating a special voltage source or a special one Voltage divider, which produces this reverse voltage from the anode voltage source, is saved. In addition to reducing the work involved, this will result in the tightly built VHF tuning units can be achieved through a noticeable saving in space, especially since the throttle not applicable.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise und schematisch dargestellt, und es bedeutet Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der in Oszillatorschaltungen einfügbaren Abstimmvorrichtung aus Siliziumdiode, Entkopfilung@widerstarid.und Ankopplungsblockkondensator, Fig.2 ein Schaltbild der Abstimmvorrichtung gemäß Fig. 1, Fig. 3 ein Schaltbild eines ,Oszillators mit eingefügter Abstimmvorrichtung, Fig. 4 ein Schaltbild einer selbsterregten neutralisierten Mischstufe eines Abstimmaggregates in einem Frequenzmodulationsempfangsgerät, Fig. 5 ein Schaltbild eines Dreipunktoszillators mit eingefügter Abstimmvorrichtung und Fig. 6 und 7 Varianten zur Anordnung gemäß Fig. 5. Die Fig. 1 und 2 zeigen den Zusammenschluß bzw. die Zusammenschaltung der zum Einbau in übliche Oszillatoren geeigneten Abstimmvorrichtung aus einer Siliziürndiode 1, einem Ankopplungskondensator 2 und einem Entkopplungswiderstand 3, wobei die drei Schaltelemente 1, 2, 3 einerseits einseitig miteinander im Sternpunkt 4 verbunden sind und andererseits freie Anschlußenden 5, 6, 7 aufweisen.The invention is shown in the drawing by way of example and schematically and Fig. 1 is a perspective view of the oscillator circuits insertable tuning device Silicon diode, Entkopfilung@widerstarid.und Coupling block capacitor, FIG. 2 a circuit diagram of the tuning device according to FIG. 1, FIG. 3 is a circuit diagram of an oscillator with an inserted tuning device, 4 shows a circuit diagram of a self-excited, neutralized mixer stage of a tuning unit in a frequency modulation receiving device, Fig. 5 is a circuit diagram of a three-point oscillator with inserted tuning device and FIGS. 6 and 7 variants of the arrangement according to Fig. 5. Figs. 1 and 2 show the interconnection or interconnection of the Tuning device made from a silicon diode, suitable for installation in common oscillators 1, a coupling capacitor 2 and a decoupling resistor 3, the three switching elements 1, 2, 3 connected to one another on one side at the star point 4 and on the other hand have free connection ends 5, 6, 7.

Erfahrungsgemäß weisen Halbleiter-, insbesondere Siliziumdioden, sehr unterschiedlicheEigenkapazitäten auf. Der dadurch bedingte Streubereich der zwischen den Anschlüssen 5 und 6 der Abstimmvorrichtung erscheinenden Kapazität wird durch die Wahl eines auch im Vergleich zur kleinstmöglichen Diodenkapazität kleinen Ankopplungskondensators (etwa 1 pF) stark eingeschränkt, so daß in der Fertigung die jeweilige Diodenkapazität nicht berücksichtigt zu werden braucht.Experience has shown that semiconductor diodes, in particular silicon diodes, are very different own capacities. The resulting spread of the between the capacitance appearing at the terminals 5 and 6 of the tuning device is through the choice of a coupling capacitor that is small compared to the smallest possible diode capacitance (about 1 pF) severely limited, so that the respective diode capacitance in the production need not be taken into account.

Fig. 3 zeigt die in einen Meisner-Oszillator eingefügte Abstimmvorrichtung. Hierbei sind die Klemmen 5 und 6 parallel zu dem aus der Spule 8 und dem Kondensator 9 gebildeten Schwingkreis geschaltet, der mit seinem einen Ende unmittelbar mit dem Gitter der Oszillatorröhre 10 verbunden ist, so daß er die Gittergleichspannung des Oszillators führt und diese auf die Diode als Sperrvorspannung überträgt. Der Kondensator 11 dient einerseits als Erdungskondensator für das andere Schwingkreisende und andererseits als Gitterladekondensator bei der Gleichrichtung am Gitter der Oszillatorröhre 10. Der Kondensator 12 dient der Hoch- und gegebenenfalls Zwischenfrequenzerdung des Anschlußpunktes 7 bzw. T, über den die Steuerspannung für die Betätigung der Abstimmvorrichtung von außen zugeführt wird.Fig. 3 shows the tuning device inserted in a Meisner oscillator. Here the terminals 5 and 6 are parallel to that of the coil 8 and the capacitor 9 formed resonant circuit switched with one end directly with is connected to the grid of the oscillator tube 10, so that the grid DC voltage of the oscillator and transfers this to the diode as reverse bias. Of the Capacitor 11 serves on the one hand as a grounding capacitor for the other end of the resonant circuit and on the other hand as a grid charging capacitor in the rectification at the grid of the Oscillator tube 10. The capacitor 12 is used for high frequency and possibly intermediate frequency grounding of the connection point 7 or T, via which the control voltage for operating the Tuning device is supplied from the outside.

Die Fig. 4 zeigt eine modifizierte Meisner-Schwingschaltung nach Fig. 3, die durch Einbeziehen der eine kapazitive Schwingkreisanzapfung 13 für die Anschaltung einer Antenne 14 oder einer Vorstufe bildenden Kondensatoren 15, 15' in den Schwingkreis 8, 9 und durch Aufteilen des Gitterladekondensators in die zwei Kondensatoren 11' und 11" und Anschließen von deren Verbindungspunkt 16 an die Anode der Oszillatorröhre zu einer selbstschwingenden, bezüglich des Antennenpunktes 13 neutralisierten Mischstufe erweitert ist. Diese Oszillatormischstufe bildet, gegebenenfalls einschließlich einer nicht dargestellten Hochfrequenzvorstufe, eine Abstimmeinheit und ist in einem Abschirmgehäuse 17 untergebracht, durch das die Anschlußleitungen, gegebenenfalls über Durchführungskondensatoren 12', hindurchgeführt sind. Der Zwischenfrequenzausgang 18 der Abstimmeinheit ist mit einem schematisch dargestellten Zwischenfrequenzverstärker 19 verbunden, dessen Ausgang 20 einen Ratiodetektor 21 speist.FIG. 4 shows a modified Meisner oscillating circuit according to FIG. 3, by including a capacitive resonant circuit tap 13 for the connection an antenna 14 or a preliminary stage forming capacitors 15, 15 'in the resonant circuit 8, 9 and by dividing the grid charging capacitor into the two capacitors 11 ' and 11 "and connecting its junction 16 to the anode of the oscillator tube to a self-oscillating mixer stage, neutralized with respect to the antenna point 13 is expanded. This oscillator mixer stage forms, possibly including a high-frequency pre-stage, not shown, a tuning unit and is in one Shielding housing 17 housed through which the connecting lines, if necessary are passed through lead-through capacitors 12 '. The intermediate frequency output 18 of the tuning unit is with a schematically shown intermediate frequency amplifier 19 connected, the output 20 of which feeds a ratio detector 21.

Die an dessen Niederfrequenzausgang 22 auftretende, von der Verstimmung .der Mittenfrequenz des empfangenen Signals gegenüber der Mittenfrequenz des Ratiodetektors.21 abhängige Gleichspannungskomponente wird als Abstimmsteuerspannung über ein RC-Siebglied 23, 23', 23", 24, 12' dem Punkt 7 der Abstimmvorrichtung 1, 2, 3 zugeführt. Durch den Schalter 25 ist diese Steuerspannung abschaltbar.The one occurring at its low-frequency output 22 from the detuning .the center frequency of the received signal compared to the center frequency of the ratio detector. 21 The dependent DC voltage component is used as the tuning control voltage via an RC filter element 23, 23 ', 23 ", 24, 12' fed to point 7 of the tuning device 1, 2, 3. Through the switch 25, this control voltage can be switched off.

Fig. 5 zeigt eine Dreipunktoszillatorschaltung nach H a r t 1 e y, in die die Abstimmvorrichtung in der Weise eingefügt ist, daß der Diodenanschluß 5 unmittelbar mit dem Steuergitter der Oszillatorröhre 10 und der Kondensatoranschluß 6 mit dem anodenseitigen Ende des Schwingkreises 8, 9 verbunden ist. In gleicher Weise können auch andere Schwingschaltungen, z. B. eine Colpitts- oder eine Pierceschaltung, ausgeführt werden, indem eine kapazitive Spannungsteilung angewandt wird. Hierzu kann entweder gemäß Fig.6 zwischen den Klemmen 26, 27 und 28 an Stelle eines induktiv angezapften Schwingkreises 8, 9 ein kapazitiv angezapfter Schwingkreis Anwendung finden, bei"d-em die Schwingkreiskapazität in zwei in Serie geschaltete Kondensatoren 9', 9" aufgeteilt ist, oder es kann gemäß Fig. 7 zwischen den Klemmen 26 und 28 ein Schwingquarz eingesetzt werden, wobei die kapazitive Spannungsteilung über die inneren Röhrenkapazitäten erfolgt und der Abstimmbereich wesentlich kleiner ist als bei den mit normalen Schwingkreisen arbeitenden Oszillatoren.Fig. 5 shows a three-point oscillator circuit according to H a r t 1 e y, in which the tuning device is inserted in such a way that the diode connection 5 directly to the control grid of the oscillator tube 10 and the capacitor connection 6 is connected to the anode-side end of the resonant circuit 8, 9. In the same Way, other oscillating circuits, such. B. a Colpitts or a Pierce circuit, can be performed using capacitive voltage division. For this can either as shown in FIG. 6 between terminals 26, 27 and 28 instead of an inductive one tapped resonant circuit 8, 9 a capacitively tapped resonant circuit application find, at "d-em, the resonant circuit capacitance in two capacitors connected in series 9 ', 9 "is divided, or it can according to FIG. 7 between the terminals 26 and 28 a quartz oscillator can be used, with the capacitive voltage division over the inner tube capacities and the tuning range is much smaller than with the oscillators working with normal resonant circuits.

Claims

PARENTANSPR ('CHE: 1. Circuit arrangement for frequency modulation receivers for the automatic tuning of oscillators by means of a voltage-dependent Semiconductor diode acting on capacitance and influencing the frequency of the oscillator circuit, in particular silicon diode, which is connected to decoupling members, via the of the diode has an essentially constant reverse voltage and, in addition, a frequency-determining one variable control voltage is supplied, characterized in that the blocking Bias to the semiconductor diode the rectified oscillation voltage of the oscillator is created.

2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the semiconductor, in particular silicon diode on the one hand for the purpose of supplying the reverse voltage directly with a grid and oscillation voltage potential leading at the same time Point of the oscillating circuit, e.g. B. the control grid of the oscillator tube, and on the other hand via a capacitor, which is comparatively small to the diode capacity, with another, another point having oscillation voltage potential or connected to ground the oscillating circuit, e.g. B. the anode-side end of the oscillator circuit, and via single or multi-element decoupling means with the control voltage source is connected for the purpose of supplying the control voltage which determines the frequency.

3: Circuit arrangement according to Claim 1 or 2, characterized in that one end of the oscillating circuit is directly connected to the grid of the oscillator tube, the charging capacitor connected for grid rectification between a point of the resonant circuit and ground can be, and that the semiconductor diode on the one hand and the opposite end of the with it in series connected small coupling capacitor on the other hand directly is connected in parallel to the resonant circuit.

4. Tuning device according to claims 1 to 3, with a semiconductor, in particular silicon diode, the capacitance of which is adjustable by a control voltage, for oscillators or self-excited mixers of frequency modulation receiving devices, characterized in that one layer of a capacitor and one end of a resistor and the pole of the semiconductor diode corresponding to the cathode or its connection elements are electrically conductively connected to one another and that the free connection elements of these three switching elements are provided with connection means for inserting this physical combined unit into the oscillator or the self-excited mixer stage, in such a way that the Anode corresponding pole of the diode can be connected to a point of the oscillator, which leads simultaneously the oscillation voltage and the grid voltage originating from the grid rectification, that the other layer of the capacitor with a st with respect to the connection point of the diode ark point of the oscillator carrying different oscillation voltage potential and that the other end of the resistor can be connected to a point carrying the frequency-determining variable control voltage. Documents considered: German Patent No. 911 742; »Funkechnika, No. 9, 1951, pp. 240/241; "Frequency", No. 11/12, 1951, pp. 323 to 327.